我是1956年考入大連海運學院輪機系船機修造專業（原45601班），1958年服從工作需要留校當教師，教授“畫法幾何”與“機械製圖”🦹🏿♨️。1960年支援新建院校北京民航學院（即現在中國民航大學的前身）調入該院仍執教原課程🥾，在完成教學工作的同時，學習了“航空概論”，“蘇製Aш 82飛機發動機”🈸，“蘇製安II飛機構造”及“大學英語”等課程。
1963年個人申請🧕🏼，母校同意，交通部教育司學校教育處同意，並申報高教部批準，恢復學籍👨🏿🎓，回到母校插班61級補完專業課及畢業設計，因文革延期於1967年畢業，分配到天津新港船廠技術科🏌🏿♀️。
在船廠的十七年中，自己的主要工作是分管造船的甲板機械✍🏻，特別是舵機的製造、組裝及裝船後的調試工作。另外，在1979至1980年擔任廠內工農兵學員的“理論力學”課及廠辦七二一工大的“液壓傳動”課的教學工作。此外🤦🏿，還做過《船舶修造》（後更名為《中國修船》）的副主編工作🌃。上述各項工作均為廠部及造船學會的工作需要所為。總之👨🏿🏭，在造船及修船中的常規設計🗻、工藝👩🏼💻、安裝及調試，直至試航交付船方使用等項工作就無須一一贅述👮🏻♀️。本文重點在於向母校匯報一下自己在1969年到1978年的九年中，為船廠先後所建造的10艘各類船舶全部安裝了我設計的相應轉矩的轉葉式電動液壓舵機（下簡稱轉葉式舵機）的事宜𓀘。
1969年🧏🏿，天津新港船廠職工本著奮發圖強的革命精神，在廠內原有3000噸級的船臺上，通過延長和強力加固後🧚，為上海海運局承造了萬噸級散裝貨輪“天津”號👨🦳，開創了天津市建造萬噸級輪的新紀元🦶🏼。
該輪主機為上海汽輪機廠1958年生產的一臺5000匹馬力汽輪機🟫，鍋爐為哈爾濱鍋爐廠1958年生產的一臺蒸汽量為14噸/時🔩、D型水管鍋爐👨🏿🦱，顯然，主機和鍋爐都是由於歷史的原因，均在各自廠內被封存了十一年後的1969年，終於有幸協同一起為“天津”輪效力了。在當時，我國造船業的主機和輔機配套能力較差的情況下👩🏽🎨，“天津”輪的起錨機、絞纜機及起艇機等甲板機械均由本廠按圖自製。
對舵機來講㊗️🧑🏽🚀，其計算轉矩為39.6噸一米🦺，經圓整後的轉矩為40噸一米🏚，若按現有的65~75噸一米往復式電動液壓舵機圖紙自製的話，其轉矩過大，於是領導決定由本廠自行設計製造40噸一米電動液壓舵機👨🏻🍳。既然要自行設計舵機，那就該選用體積小、重量輕、較先進的轉葉式舵機。當領導把這一任務交給我時🤵🏿♀️，我真是犯難極了🤦🏼♂️，因為我在“船舶輔機”課中，也只了解該舵機的工作原理，對其內部實體結構一無所知🌇，而當時國內又實在難以找到可參照的原型，因而與其說是設計舵機，倒不如說是在研發舵機新產品。為能盡快找到可供參考的資料🧏🏽♂️，我幾乎翻遍了廠圖書室的相關叢書，終於從中找到一本俄文版的“船舶機械師手冊”🙋♀️，書中也僅有兩頁關於轉葉式舵機的工作原理說明，但難得的是有一張端蓋式缸體結構示意圖。這便成為我開始這項設計的唯一依據了。
當時由於時間緊、任務急，我別無選擇地采用了端蓋式油缸結構，為便於我廠鋼廠自行加工毛坯，缸體及缸蓋材料均選用35號鑄鋼，缸內最高工作壓力定為70公斤/平方厘米，按照常規的強度及剛度計算後📸，適當加大了缸體及缸蓋的厚度尺寸👰🏻♂️，交於鋼廠鑄造毛坯。同時我仔細分析了船舶在全速航行及半速倒車時，當舵葉左右擺轉35度時👨🔬，舵桿除受到轉矩載荷外，還承受一定程度的軸向振動和搖擺振動🔓❕，為此🥑，在舵機支撐結構上，考慮到充分的緩沖。隨之完成了舵機的本體結構設計，液壓系統設計與液壓閥件配置以及舵角反饋追隨系統設計。通過兩月之久的跟蹤配合施工，終於完成了該舵機缸體與缸蓋的組裝，在其密封性水壓試驗中📩，當壓力升至41公斤/平方厘米時，因缸體和缸蓋的剛性不足，水從聯接螺栓孔中溢出🎀，千分表測定的缸體及缸蓋的最大變形量為0.12毫米和0.18毫米，也超出了密封允差。這是因為我對高壓容器的剛性認識不足☪️，致使首次缸體設計失敗🚶🏻♀️➡️，這讓我感到極度內疚和沮喪👰🏿♂️。那時🧑🏿🦲，當我看到“天津”輪的建造速度及相關設備的安裝進度正在加速進行中🐁，而唯獨轉葉式舵機又回到起點時💽，我真是心急如焚🕧👨🏽🚀，眼看距試航只有三個月了🏋🏻♀️，對我來講，工作上真是處於不能再有任何閃失的背水一戰之中，我唯有重新振作起來，跳出常規設計的框框🎅🏻，認真縝密地總結和進一步核算。全身心投入缸體和缸蓋的二次設計中，材料選用45號鍛鋼，並加大了缸體和缸蓋的厚度尺寸🧙🏿♀️，交由天津鑄鍛中心加工鍛坯，又通過十多天車間三班倒日夜苦戰，缸體與缸蓋組裝後，終於通過了98公斤/平方厘米的密封性試驗🤳🏼，超過了87.5公斤/平方厘米的密封性要求🫃🏿，從中測定的缸體及缸蓋的最大變形量分別為0.02毫米和0.03毫米，均在密封允差之內。到這時🌴，我才長長地舒了口氣，感受到初戰告捷的喜悅🐈。
眾所周知🙏，轉葉式舵機與其它任何液壓機械一樣，其關鍵問題都在於其密封形式的有效性和使用的長久性🪀♌️。在設計中⚀，轉子和定葉的端面密封仍采用嵌入槽內的尼龍6材料的密封條和密封環✧，而轉葉對油缸及定葉對轉軸的圓周密封🧑🏽🏭，我沒有采用書中介紹的單一的固定安裝在槽內的密封條🛝。我所設計的轉葉及定葉的圓周密封形式則是采用了由耐油橡膠和兩層尼龍6兩種材料分別製成三件套的配合形式，浮動安裝在密封槽內。將上層尼龍6材料較緊配地壓入槽中，從而達到緊配而有效的密封效果。這種密封的工作機理是當轉葉向左或向右轉時🕺🏿，上層尼龍的左側面或右側面成為其與缸體的密封工作面💇🏿，由於浮動裝入槽內🔐，因而上層尼龍6的左右兩個側面磨損後都是可以自行補償的。而當需要把定舵角時，密封工作面恰恰是在轉舵時總也磨不到的中間部位🚲。因而把定舵角也應是極為有效的🚵🏼♂️。全部尼龍6材料的密封件均由本廠註塑成毛坯後♠️，再按圖機加工成形👨🏽⚖️。而耐油橡膠密封條則是按其收縮系數做好胎具後，交由耐油橡膠廠註塑成形⏏️。
綜上所述，我所設計的端面密封和具有創意的圓周密封形式都應該是有效和持久的。按照常規應必須通過舵機座臺試驗逐次加載來予以確認。但在當時，限於時間緊迫是不允許這樣做的。那就只能在舵機裝船後的試航中，按舵機試驗大綱，逐項進行試驗了🧏🏼。然而，對該舵機的上述試驗我還是心中沒底而存有疑慮👩🏿🌾👨🏼🌾，因為舵機裝船後的系泊狀態下轉舵是舵葉在靜水中擺轉🌖，舵機是處於空負荷狀態🏌️⚪️，這難以考核舵機的密封效果，於是我便設想了一個船在系泊狀態下🧩🧑🏿🦰，對舵機實施一個土法加載的試驗，在請示領導同意後，在該船試航的前三天，我約定了鉗工、電工和起重工三位師傅🪼，我由計算選定了一根拉斷力為1.5噸的鋼絲繩交由起重工師傅乘舢板將繩的一端把舵葉系牢👋🏻，另一端再牢牢系在碼頭的纜樁上，隨後🧑🏻🎤👐🏼，由我在舵機室手操舵，隨著舵葉擺轉，鋼絲繩被拉緊🎫，油缸內壓力隨之升高🙇🏽♀️，當壓力達到41公斤/平方厘米時，舵機室頓時感到一下猛振和一聲巨響，這正是我們所預期的要把鋼絲繩拉斷的結果🫰🏼。那時🦹♀️，我們四人都情不自禁會心地笑了，本試驗至少可定量說明該舵機在41公斤/平方厘米壓力下，其油缸全部密封是有效的。
1969年9月29日，作為向國慶獻禮的“天津”輪投入了試航，原為天津船舶檢驗局重點把關的40噸一米轉葉式舵機順利通過了舵機試驗大綱的各項要求。
40噸—米舵機在正常使用三個多月後，突然發現有溜舵現象，進廠拆驗後👉🏻🥊，發現耐油橡膠密封條全部被泡脹變質，失去其應有的彈性緩 沖作用𓀂。於是我急忙走訪了天津市的多家橡膠廠，終於從中了解到“天津東風橡膠廠”最新生產的一種非常耐油的密封材料叫“聚氨酯橡膠”👬🏼。它名為橡膠👨🏻🚒，其實它不含任何橡膠成分👨🏿🏭，而是一種純化學合成的具有硬彈力🖥、耐油性能好，稍具透光性的黃褐色物質💳。該廠經實驗測定其強度約為耐油橡膠的10倍🐃，油中浸泡4個月後，其性狀與未浸泡前幾乎沒什麽變化。該廠對其更耐久的油中浸泡實驗也正在進行中👩🏼🦲，我如獲至寶地當即決定采用它取代耐油橡膠🖖🏽，於是抓緊時間按其收縮系數製成胎具🏂🏿，交由該廠註塑成形，通過再次裝復後，舵機使用情況一直都很好。
在後來“天津”輪因其它檢修項目進廠時🥝，船員提出要查驗一下舵機的密封狀況。於是將舵機的轉子吊出一段後👦🏽，看到密封材料無論是聚氨酯橡膠還是尼龍6都磨合的相當好，於是放心地裝復後，繼續投入了使用🙍🏽♀️。
當“天津”輪40噸—米轉葉式舵機實船應用成功後，大連海運學院執教“船舶輔機”課的閆永閣老師和劉連山老師特地到新港船廠了解情況，事後🫶🏼，他們便在新編的“船舶輔機”教材中🪳，以“TJ-40”型轉葉式電動液壓舵機編入該書之中🧑🏻🎨。
當“大慶40”號萬噸油輪進廠檢修時，我從船員那裏得知該輪在我國南海海域航行中，曾經遇到了十級風浪的嚴峻考驗，自然裝於該船上的45噸—米轉葉式舵機也在考驗之中，我也同樣為之感到慰藉◀️。
1975年秋天，當“天津”輪進廠修理時◻️，鑒於我非常關註裝入該舵機中已使用6年之久的聚氨酯橡膠密封條的耐老化狀況👰🏻，為此我趁該船進廠檢修時𓀗，曾向主管工程師建議安排舵機的拆驗🌟，但在當時🐆🤴🏼，一則由於修期緊迫，再則該輪舵機實用狀況又一直很好🕊，故而未能成行。
1978年夏天，“天津”輪從上海駛出後不久🍢，舵機突然失靈，該輪被拖回上海🎴，拆驗舵機發現油缸內所有聚氨酯橡膠密封條全部老化變質而失去彈性👩🏽🦰，使舵機密封失效，到這時聚氨酯橡膠材料在油中的耐老化年限已長達9年，應該說，這是少有的，也是難能可貴的。在此順便提一下🪺，假如1975年秋天能借該輪廠修時安排舵機拆驗的話，就避免了這種不經意間在實船營運中做了該材料的破壞性試驗💁🏽♂️，而這實在是不該發生的不負責任的危險試驗🧑🔧。
在這次拆驗中👷🏿，雖然看到尼龍6材料遠比聚氨酯橡膠耐老化😓，但也有一定磨損，為了確保轉葉式舵機密封的可靠性和二者密封材料更換周期的一致性，我規定它們的更換周期為5~6年。當時，我為了以後更換方便起見🗣，一次為之製備了三套密封件💆🏿，但在第二次換新時🗣，卻發現置於空氣中5年的聚氨酯橡膠備件也有一定程度的老化😚👨👨👧👧，只是較在油中老化得輕些🤽🏿♀️，為此，特別規定聚氨酯橡膠密封條備件的製備👩❤️💋👨，必須在該換新的前半年內完成，而且只能製備一套。與此同時，將聚氨酯材料應用的相關情況🛥👶🏼，書面反饋給“天津東風橡膠廠”🤷🏿。
從1969年到1978年的九年中，在新港船廠我設計了4噸—米到55噸—米共五種型號的轉葉式舵機，分別裝配在新港船廠所建造的“天津”、“大慶14”、“大慶40”🏄、“大慶233”😚、“大慶234”、“淩雲”🛁、“祥雲”、“登雲”、“莊雲”、“紫雲”等十艘船上🥹。
在40噸—米轉葉式舵機裝船工作後🚳，每當設計一臺新舵機時🫲🏿，除了一直沿用40噸—米轉葉式舵機油缸內的全部密封形式外，其它部分凡是有必要又有可能的，較前都力求有所改進，如舵機進排油液壓系統的管路及相關閥件的配置更趨於合理和美觀💆♂️，又如舵機與船體之間撓性聯接的改進，使之更能充分吸收來自舵桿的軸向振動和搖擺振動🧗🏿♂️，以確保舵機工作的可靠性💁🏿♀️，又比如為了考慮到船舶塢修時，檢修舵系👉🏿、檢測舵銷間隙時更加便當、省時，鑒於這種檢測最常拆裝的是舵♐️，其次是舵桿🙋🏻♀️，而最不希望拆裝舵機了😈，即使是整體吊裝也應是盡量避免的🦹🏼♀️，為此，我將原40噸—米轉葉式舵機和舵桿的齒輪齒圈聯接改為哈夫聯接。這樣就大大縮短了塢修檢測舵系的工時，提高了工作效率。
總之🧗🏻♂️，綜觀這10艘船舶的營運情況來看，可以毋庸置疑地講👩🏻✈️，端蓋式轉葉式舵機的轉舵機構設計🗝，舵機的支撐結構設計🦹🏻，緩沖機構設計，液壓系統設計及舵角反饋追隨系統設計都是成功的，舵機油缸內的密封形式，特別是獨具創意的轉葉及定葉的圓周密封形式都是有效和持久的。他們全部通過了系泊加載🔷、試航及實船應用的時間和空間的嚴峻考驗。另外，也從未發生過因舵機原因而造成的海損事故。因此，我對自己研製舵機產品成功的喜悅、自豪和慰藉♧，足以補償我在從事這項設計、施工和試驗中所付出的艱辛和汗水。在此💁🏻♀️，我對於在我進行上述工作中🧙🏻♂️， 曾給予我大力支持和熱情協助的許多船廠工人師傅們，表示最誠摯的感謝！因為轉葉式舵機的成功也同樣凝聚著他們的辛勤勞動和汗水。
古文蘭：1956年考入大連海運學院船機製造與修理專業，1958年抽調至基礎部製圖教研室任教⛎，1960年支援北京民航學院任教🏃♀️。1963年申請復學回母校補課進修，獲得五年製本科畢業文憑🏄🏼♂️。先後在天津新港船廠和天津遠洋公司工作，曾任中國造船學會《中國修船》雜誌副主編，高級工程師。
